SPDT微波开关的设计

在收发共用的天线体制雷达系统中,天线收发开关是一种重要的装置。这个系统对微波开关的隔离度、转换速度、插损等要求比较高。本文就以HMC284微波开关芯片为基础,设计了一种高隔离度的SPDT微波开关。     

电容式射频MEMS开关及应用

本文介绍了电容式射频MEMS开关的结构、工作原理和制造工艺流程,分析了开关的开启电压和电容比,最后描述了开关在移相器、可调谐滤波器及可重构天线方向上的应用。     

RF MEMS并联开关的结构设计及分析

针对传统的RF MEMS开关的开关速度慢、寿命短、功率处理能力低等缺点,设计了一种新的RF MEMS并联开关结构。这种结构不仅能提高开关速度和开关寿命,还能防止粘附和介质击穿问题。首先介绍了RF MEMS并联开关的结构设计,以及如何根据需要确定合理的尺寸;然后利用Coventor Ware软件对开关进行了静态特性分析和动态特性分析,重点分析了开关的吸合电压;最后利用Saber系统仿真法分析了改变开关的不同结构尺寸对吸合电压的影响。     

半导体开关与RF MEMS开关性能分析与比较

为找出影响微波开关性能的参数及其开关的发展方向,从物理机理上分析和比较了．半导体开关和RFMEMS（射频微电机械）开关的性能。提出了微波串联开关的理想模型,定义了开关的品质因数,应用器件物理理论和电容公式推出了半导体开关和MEMS开关的品质因数表达式,分析出影响开关性能的参数,提出改善的方法。通过相关权威测试的品质因数得出：RFMEMS开关比半导体开关具有更优的性能,与理论分析相一致。通过开关的性能比较,明确RFMEMS开关可广泛地应用到射频微波电路中,有好发展前景。     

共面波导型光控微波开关的研究

给出了共面波导型光控微波开关的设计方法及共面波导结构参数，分析了导带不连续性效应和插入损耗及隔离度的影响因素。     

基于扭转RF MEMS开关的设计

为了降低RFMEMS开关的驱动电压，根据扭转力学和应变力学理论，提出了基于扭转RFMEMS的开关模型，建立了相关数学公式，给出了加工工艺流程，并仿真得到了不同条件下RFMEMS开关的电机械性能．工艺仿真结果表明：完全可以利用已有生产流程制造基于扭转的RFMEMS开关．性能仿真结果表明：在同等条件下，采用扭转机制，RFMEMS开关的制动电压将降低30％。     

感性可调MEMS电容性膜开关的微波等效模型分析

通过对感性可调MEMS电容性膜开关等效电路模型的电磁特性分析,建立了开关的“关”态谐振频率选择模型和“开”态阻抗匹配模型.从微波等效电路的角度提出高性能感性可调MEMS电容性膜开关的设计方法,同时给出了基于这两种模型设计X波段MEMS开关的“关”态隔离度与“开”态反射损耗的电路仿真结果,与高频电磁场全波仿真结果吻合较好,具有较高的实际应用价值.     

介质表面形貌对射频微机械开关隔离度的影响

针对粗糙介质表面造成射频微机械(RF M EM S)开关隔离度衰减的问题,设计了一个双桥电容式RF M EM S开关,分别采用金属A u和A l作为开关的下电极,以S iN作为电容介质制备了样品。微波特性测量表明两种材料开关的隔离度有很大区别。利用原子力显微镜对金属A u和A l上制作的S iN介质层表面进行了测试,表面粗糙度R a值分别为13.050 nm和66.680 nm,分析得到相应的关态电容减少因子分别为0.52和0.15。为获得较好的开关隔离度,介质表面粗糙度须控制在5 nm以下。     

一种频带可调的RF MEMS开关微波滤波器设计

将RF MEMS技术应用于集总模型,设计了一个基于RF MEMS开关控制通频带的微波滤波器。该滤波器的通频带可在3.43 GHz—6.39 GHz和6.81 GHz—10.57 GHz之间切换,等效于一个滤波器实现了两个或者多个滤波器的功能,同时又可充当电路的开关。相对于传统带通滤波器,基于MEMS技术,该滤波器具备便携化、小型化和多功能化等特点,尤其是更易于系统集成。仿真结果还表明,在通频带内传输系数低于-0.5 dB,该滤波器可应用于超高频通讯系统。     

非对称共面波导-槽线转接器S参数的分析与计算

为进一步提高共面波导与槽线连接的灵活性,设计一种非对称共面波导-槽线转接器.利用基于Mur-PML混合吸收边界条件的时域有限差分法,分别计算了对称共面波导-槽线转接器与非对称共面波导-槽线转接器在3～8 GHz的S参数.结果表明:计算结果与实际测试结果吻合较好;非对称共面波导-槽线转接器在设计的灵活性与阻抗匹配方面均优于对称共面波导-槽线转接器.     

射频分布式MEMS移相器Bragg频率的研究

详细讨论了Bragg频率产生的原因及其分析方法，并依据微波网络理论对不同结构参数MEMS移相器的Bragg频率进行了分析比较.计算结果表明Bragg频率随共平面波导信号线宽度增大、随微桥周期间距增大而降低.对特征阻抗50 Ω、周期间距300 μm、中心信号线宽度分别为50 μm和100 μm的MEMS移相器，Bragg频率相应为38.1 GHz和27.6 GHz；对中心信号线宽度为100 μm的移相器，当周期间距增加为567 μm时，Bragg频率进一步下降到19.6 GHz.对Bragg频率的研究为分布式MEMS移相器优化设计提供了重要依据.     

电磁型双稳态射频开关的微机械结构设计

提出了利用电磁驱动机理优点的双稳态射频微电子机械系统(RF MEMS)开关结构形式．开关的微驱动部分由导磁的悬梁、扭梁和线圈、永磁体组成。由于采用了永磁铁单元，可以实现对开关的双稳态电磁控制，从而降低了开关的功耗。对开关的微机械结构进行力学分析的结果表明，含有加强筋结构的开关模型，在12μN力的作用下，可以使悬梁两端产生20μm的位移，此时系统的固有振动频率约为5．7kHz。     

适于MEMS加速度计读出电路带宽可调的低通滤波器

提出了一种适于MEMS电容加速度计读出电路带宽可调的低通滤波器,带宽调节范围为100～8000 kHz。信号频率低于500 Hz时选用开关电容低通滤波器,高于500 Hz的信号则由连续时间低通滤波器来处理。该低通滤波器采用1.2 μm的2P2M的N-阱CMOS工艺实现。设计中分析并解决了因时钟信号引起的制约开关性能的因素：优化的开关时序消除了电荷注入引起的非线性;时钟馈通敏感节点增加虚拟开关抵消了耦合电荷;高PSRR共源共栅折叠式差分输入结构,有效地抑制了来自电源的干扰,改善了电路的性能。     

一种集成SAR-ADC的电容式MEMS陀螺仪高精度模拟接口电路

提出一种为MEMS振动陀螺仪设计的驱动和检测接口电路。 第一步采用通用级和TIA得到低噪声C/V转换, 同时集成采样率1.25 MS/s的14位SAR-ADCs, 将驱动和感应模式的信号转换到数字域。采用这种策略, 模拟电路的复杂性被降低, 数字域的信号可以更精确操作。此接口适用于共振频率为3~15 kHz的MEMS 陀螺仪。此电路在0.18μm CMOS工艺流片。实验结果显示, 在3.5 kHz频率下, 输出电容的噪声密度为0.03 aF/√Hz。     

基于MEMS技术的井下人员健康参数无线采集系统

目的为了确保井下工作人员安全生产和生体机能的监测。方法提出一种基于MEMS传感技术和无线射频技术用于矿井下人员健康参数采集的方法。结果基于此方法,研究设计了一种低成本、高效率、便携式的人体健康参数监控报警系统。结论无线MEMS传输技术为井下复杂环境数据采集提供共可靠路径,大大提降低了井下无线网络的组网成本。